超高强度钢板热冲压工艺详解

6.5.1 冲压零件工艺计算

冲压零件工艺计算主要指冲压件坯料计算与排样。确定坯料的展开尺寸有两种方法：一种是传统的计算法，根据成型件的数模形状，用数学计算的方法进行，计算的曲线取板厚的中心曲线作为计算依据，这种方法适合形状简单的零件，尤其是弯曲件；另外，随着计算机技术的发展，计算机模拟分析方法广泛应用于零件展开，常用的分析软件有PAM-STAMP、Dynaform等，适合所有冲压件，操作简单，模拟结果也很准确。

需要说明的是，冲压件坯料生成后的形状需考虑冲压工艺，避免坯料上留有尖角等，考虑压边、顶出等工艺所需要的尺寸形状。

坯料排样是板料切割前的布置方法，不同的排样方法影响材料的利用率。排样按照板料利用率最高原则进行。板料切割后产生的废料可分为结构废料和工艺废料，其中结构废料是由坯料形状决定的，无法避免，而工艺废料是由排样方式决定的，排样时应尽可能减少工艺废料。

6.5.2 热冲压成形工艺

1.热冲压工艺流程（见图4-75）热冲压用超高强度钢板分为不带镀层板材和带镀层板材，前者需对加热过程中的表面氧化进行防护，后者可直接加热。

图4-75 热冲压工艺流程图

带镀层和不带镀层的两种类型的超高强钢板的热冲压工艺流程不同。

不带镀层超高强钢板的热冲压工艺流程如下^[132]：下料→喷涂防氧化涂料→加热、保温→冲压成形、淬火→保压定形→喷砂→检验→包装。

带镀层超高强钢板的热冲压工艺流程如下：下料→加热、保温→冲压成形、淬火→保压定形→检验→包装。

2.热冲压工艺要求 影响超高强度钢板热成形件质量的主要因素是加热温度、保温时间、成形温度、冷却速度、保压时间等，图4-76所示为热冲压工艺流程曲线。

加热温度应保证超高强度钢板达到奥氏体化温度，一般为（930±20）℃/s。

保温时间应保证超高强度钢板奥氏体化充分均匀，对于1.2～2.0mm厚的钢板，保温时间为3～6min。

超高强度钢板坯料出炉转移时间应保证坯料冲压开始时仍处于奥氏体状态，一般不得大于7s。

热冲压模具中成形淬火冷却速度应大于坯料的临界转变冷却速度，一般大于30℃/s；

保压时间应保证超高强度钢板完成奥氏体到马氏体的组织转变，一般来说，开模后成形件最高温度不超过200℃。

这里以宝钢产超高强度钢板为例说明热冲压工艺参数。根据宝钢热轧BR1500HS/冷轧B1500HS的CCT曲线，确定其工艺参数见表4-26。(www.xing528.com)

图4-76 热冲压工艺流程曲线

表4-26 超高强钢热冲压工艺参数

6.5.3 热冲压件质量标准与检验规则

1.热冲压件质量标准

（1）超高强度钢板热冲压成形件抗拉强度不小于1500MPa；

（2）超高强度钢板热冲压成形件硬度分布均匀，且洛氏硬度不小于48HRC；

（3）超高强度钢板热冲压成形件的尺寸精度达到±0.5mm；

（4）超高强度钢板热冲压成形件的组织为均匀马氏体。

2.热冲压件检验规则

（1）工件成形后，需通过检具检验零件精度，保证工件外形尺寸满足通过专用检具±0.5mm，检测率100%；

（2）工件成形后，同一批次随机抽样3%进行力学性能金相检验，其抗拉强度不小于1500MPa，洛氏硬度不小于48HRC，组织应为均匀马氏体，保证工件质量一致性；

（3）喷砂前，检验工件成形缺陷，成形件应无起皱、拉裂等缺陷；

（4）包装前，检验工件外观性能，成形件表面无氧化皮、无锈迹等；

（5）出厂前，按20%抽检同一批次零件的包装质量和外观性能。